Научная статья на тему 'Порівняльна оцінка точності різновимірних теплових моделей автомобільних дискових гальм'

Порівняльна оцінка точності різновимірних теплових моделей автомобільних дискових гальм Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

CC BY
48
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
теплові моделі / дисковий гальмовий механізм / автотранспортний засіб / випробування І / thermal models / disk brake mechanism / a vehicle / tests I

Аннотация научной статьи по экономике и бизнесу, автор научной работы — Г С. Гудз, О Л. Коляса, О З. Горбай

Наведено принципи моделювання теплових процесів в автомобільних дискових гальмах на двота тривимірних моделях. Зроблено порівняння їх точності під час дослідження температурних режимів гальм на випробуваннях І.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Comparative evaluation of precision of multidimensional heating models of automobile disk brakes

The principles of heating processes modelling in automotive disk breakes through twoand three dimensional models are given. Comparitions of their precision while researching temperature models of brakes during tests I are made.

Текст научной работы на тему «Порівняльна оцінка точності різновимірних теплових моделей автомобільних дискових гальм»

Оскшьки чинна система облжу платникiв не е досконалою, у ДПС на замовлення Головного управлшня облiку та державних реестрiв ДПА Украши робоча група з удосконалення процесiв автоматизаци облiку платникiв податкiв, затверджена Розпорядженням ДПА Украши вiд 21.02.2001 р., ство-рюе нову А1С для автоматизаци процесу реестраци та облжу платникiв по-даткiв (юридичних i фiзичних осiб - суб,ектiв шдприемницько! дiяльностi та iнших суб,ектiв господарсько! дiяльностi) на всiх рiвнях державно! податко-во! служби - "А1С реестрiв платникiв податкiв i зборiв", яка покликана забез-печити виконання вЫх завдань, що ставляться перед нею. Метою розробки автоматизовано! шформацшно! системи "А1С реестрiв платникiв податюв" е створення единого програмно-технiчного комплексу автоматизованих шфор-мацiйних систем для автоматизаци процесу реестраци та облжу платниюв податкiв юридичних i фiзичних осiб - суб,ектiв тдприемницько! дiяльностi та iнших суб,ектiв господарсько! дiяльностi на всiх рiвнях структури оргашв ДПС Украши. Програмно-технiчний комплекс автоматизовано! шформа-цшно! системи "А1С реес^в платникiв податкiв" матиме три рiвнi, якi вщпо-вiдають структурi ДПС Украши. Його складов^

• тдсистема "Програмно-техшчний комплекс "А1С реестр1в платниюв податюв" центрального р1вня" - для використання в ДПА Украши;

• тдсистема "Програмно-техшчний комплекс "А1С реестр1в платниюв податюв" обласного р1вня" - для використання в ДПА обласного р1вня;

• тдсистема "Програмно-техшчний комплекс "А1С реестр1в платниюв податюв" р1вня формування первинних даних" - для використання в усх органах ДПС, де ввдбуваеться взяття на обл1к платниюв податюв, а саме: ДП1 районного р1вня, мiжрайонних, мшьких та об'еднаних ДП1, фшях, шспекщях з ро-боти з великими платниками податюв, ДПА обласного р1вня.

Отже, повномасштабне використання автоматизовано! шформацшно! системи у податковш службi забезпечуватиме ефективний системно-аналь тичний апарат, що дасть змогу на яюсно новому рiвнi шформацшного обслу-говування виконувати повсякденну оперативну роботу щодо майнового опо-даткування, здiйснювати системний аналiз стану та перспектив дiяльностi по-датково! служби загалом i виробляти науково обгрунтоваш рiшення з метою реалiзацil податково! полiтики.

Л1тература

1. Автоматизащя роботи в органах державно! податково! служби : пщручник / О.В. Гавро, М.1. Кондратюк, Б.Т. Мисьюв / за ред. В.М. Росоловського, С.П. Ршпи. - 1рпшь : Академ1я ДПС Украши, 2002. - 401а_

УДК 629.113 Проф. Г. С. Гудз, д-р техн. наук; доц. О.Л. Коляса;

доц. О.З. Горбай, канд. техн. наук - НУ "Львiвська полiтехнiка"

ПОР1ВНЯЛЬНА ОЦ1НКА ТОЧНОСТ1 Р1ЗНОВИМ1РНИХ ТЕПЛОВИХ МОДЕЛЕЙ АВТОМОБ1ЛЬНИХ ДИСКОВИХ ГАЛЬМ

Наведено принципи моделювання теплових процеав в автомобшьних дискових гальмах на дво- та тривим1рних моделях. Зроблено пор1вняння '!х точност тд час дослщження температурних режим1в гальм на випробуваннях I.

Ключов1 слова: TeonoBi моделi, дисковий гальмовий мехашзм, автотранспор-тний 3aci6, випробування I.

Prof. G.S. Gudz; assoc. prof. O.L. Koliasa; assoc. prof. O.Z. Gorbay -

NU "L'vivs'kaPolitekhnika"

Comparative evaluation of precision of multidimensional heating models of automobile disk brakes

The principles of heating processes modelling in automotive disk breakes through two- and three dimensional models are given. Comparitions of their precision while researching temperature models of brakes during tests I are made.

Keywords: thermal models, disk brake mechanism, a vehicle, tests I.

Постановка проблеми. З-пом1ж експлуатацшних властивостей автот-ранспортних засоб1в (АТЗ), як визначають активну безпеку конструкцш, од-не з чшьних мюць належить гальм1вним властивостям. Найнестабшьшшу ланку гальм1вно! системи АТЗ становить гальмовий мехашзм, на коефщ1ент стабшьност якого значно впливае його температурний режим. Тому пошук шлях1в м1тм1заци цього режиму завжди перебувае у пол1 уваги автобуд1вни-юв, що й визначае актуальшсть питання.

Аналiз останнiх дослiджень та публiкацiй. Застосуванню р1знома-штних теплових моделей у дискових гальмах висвгглено в роботах Н.В. Вла-д1м1рова, А.Б. Гредескула, О.Л. Коляси, М.А. Подригала, С.Б. Решетшкова та шших вчених. Варто зазначити, що щ дослщження здшснювали на двовим1р-них, тобто площинних моделях. Вперше тривим1рну модель дискового галь-ма описано в робот М.М. Осташука [1], але дослщження в нш вщбувались тд час тривалих гальмувань (випробування II). Тому постало питання пор1в-няльного дослщження точност р1зновим1рних теплових моделей гальм тд час цикичних гальмувань.

Метою роботи е пор1вняльна оцшка точност дво- та тривим1рних теплових моделей дискових гальм АТЗ на режимах випробувань I.

Виклад матерiалу. Напружен повторно-короткочасш режими роботи гальм характерш для експлуатаци автобуЫв у великих мютах, де температу-ри поверхонь пар тертя сягають 250-300°С [2]. Тому не випадково М1жнарод-m правила перев1рки ефективност гальм АТЗ [3] передбачають випробування I, характеристику яких для автобуЫв (категор1я М3) наведено у табл. 1.

Табл. 1. Режим попереднього етапу випробувань IАТЗ категори М3

Початкова швидшсть гальмування, Vn, км/год Ктцева швид-шсть гальмування, VK, км/год Усталене спо- вшьнення,/,,, м/с2 Тривалшть циклу, Тц:> с Кшькшть цикл1в гальмувань, n

0,8 Vmax, але не бшьше тж 60 0,5 Vn 3,0 60 20

Шсля попереднього етапу випробувань I передбачеш екстреш гальму-вання АТЗ до повно! зупинки (основний етап) за визначеного зусилля на орган керування для перев1рки ефективност робочо! гальм1вно! системи. Для АТЗ категори М3 цей етап починаеться з1 швидкост 60 км/год з зусиллям на оргаш керування не бшьше тж 687 Н.

Енерги (Дж), як перетворюються гальмовими механiзмами на попе-редньому етапi I, становлять [2]

Е = О,

V 2 - Ук 25,9

20830,

(1)

де Оа - маса АТЗ, кг.

Залежнiсть (1) характеризуе загальну енергонавантаженiсть гальм, але не враховуе тепловiддачу вiд них мiж циклiчними гальмуваннями. Тому пот-рiбнi rрунтовшшi дослiдження процесiв теплопереносу для цього типу вип-робувань. Шд час розрахункового визначення температурних полiв у диско-вих гальмових мехашзмах варто розв'язати систему рiвнянь у часткових по-хiдних, якi описують систему теплопереносу у складних об'ектах з розподше-ними параметрами:

д_

дх

д_

дх

3_

дх

Л (x, y, г) _ дх _ д + — ду _

Л(х, у, г) _ дх _ д " + — ду _

Лк (х y, г) _ дх _ д " + — ду

Л (х, y, г)

ду Л(х, у, г)

ду _ Лк (x, ^ г)

ду _

+ —

дг

д + —

дг

+

дг

Л (x, y, г)

дг _

Л(х, у, г)

дг _

Лк (х y, г)

дг

дг

+ 0(х, у, г) = сара (х, у, г)— ;(2)

дт

дг

+ 0(х,у,г) = спрп(х,у,г)—; (3)

дт

дг

+бОх y, г) = скрк(х y, г)—; (4)

дт

де: ^(х, у, ъ), ^(х, у, ъ), А,к(х, у, ъ) - коефщенти теплопровiдностi вiдповiдно гальмового диска, накладки та колодки; х, у, ъ - поточш просторовi коорди-нати; 1 - температура контртш гальма; Q(x, у, ъ) - густина теплового потоку; саРй (х, у, г), спрп(х, у, г), скрк (х, у, г) - об'емш теплоемност вiдповiдно гальмового диска, накладки та колодки; т - час.

Для розв'язку системи рiвнянь (2)-(4), яка у кожному конкретному ви-падку повинна бути доповнена крайовими умовами [4], можна скористатись програмним комплексом "Фур'е-2". На базi цього комплексу розроблено роз-рахунковий модуль для дослщження температурних полiв у дискових галь-мах [5]. Якщо розглядати процеси теплообмшу у двовимiрнiй штерпретаци, то обертання колеса тд час гальмування iмiтуeться перемiщенням гальмово! накладки на диску. Врахування процесу охолодження поверхш тертя диска шсля виходу його з-тд накладки автоматично реалiзуeться програмою мате-матичного модуля.

Дослiджували тепловий процес у гальмовому диску експерименталь-ного переднього гальма автобуса ЛиАЗ-5256Э пiд час випробувань I (див. табл. 1). Маса автобуса 0а=18650 кг, коефщент розподiлу питомо! гальмiвноl сили вд = 0,5. Крок за часом на^вання Ат було прийнято 0,01 с, оскшьки на попередньому еташ випробувань I розрахункова тривалють гальмування на одному цикл становить 2,8 с. Час охолодження - 57,2 с, i тому крок на цьому вщтинку прийнято 1 с.

У математичному модулi використано прямокутну систему координат. Крок за координатами х та у було прийнято 0,01 м. Товщина диска дорiв-нюе 0,03 м i пiд час рiвномiрного нагрiвання диска по обидва боки двома нак-

ладками крок за координатою ъ приинято ъ = 0,015 м, кшьюсть вузлових точок х = у = 42. Конф^уращю Ытково! моделi дискового меха-нiзму i розмiщення джерела на^вання в по-чатковии момент показано на рис. 1.

Коефщент теплопровщност чавунного диска X = 47 Вт/м-град, а коефщент температу-

5 2

ропровщност а = 1,09-10- м /с. Густина теплового потоку змшювалася вiд 5,5-106 до 2,75-106 Вт/м2 на кожному цикл i до нуля пiд час екстреного гальмування. На рис. 2 показано температурне поле дослщжуваного гальма пiсля основного етапу випробувань I. Варто Рис. 1. Сткова модель зазначити, що чим свгтша область поля, тим дискового гальмового механЬму вищо! температури поверхш диска досягнуто.

Рис. 2. Температурне поле в диску переднього гальмового механЬму автобуса ЛиАЗ-5256 мсля завершення основного етапу випробувань I (з екрана моштора)

Оскшьки двовимiрна модель дае змогу отримати температурш поля лише в дисках, то постало питання 1х дослщження одночасно в уЫх елемен-тах гальма, що можна дослщити на тривимiрних моделях [6]. Фрагмент дискового гальма та схему Иого Ытково! моделi показано на рис. 3.

Шд час розроблення методики, яка базуеться на працях Ю.М. Мацеви-того, Л.О. Коздоби, Кагр1ш та шших вчених, було використано попереднi розв'язки, отриманi за допомогою програми, що iмiтуе обертання колеса.

наклэдка^г^" 1 у

Рис. 3. Схеми об'ему дискового гальма (а) та його ытковоХ мод^ (б)

Результати показали, що розподш температур за радiусом гальмового диска, який мае велику теплову шерцшшсть, залежить не вщ частоти його обертання, а тшьки вiд густини теплового потоку i вiд коефiцiента тепловщ-дачi. Ця обставина дала змогу застосувати метод суперпозицп, тобто досль джувати процеси нагрiвання й охолодження вщокремлено вiд iмiтацil обертання колеса. Застосування цього методу шдтвердило припущення, що пiд час моде-лювання, з причини значно! теплово! шер-цiйностi диска, можна не враховувати швид-кiсть його обертання, оскшьки похибка не перевищуе 2 %. У цьому випадку модель значно спрощуеться i зводиться до розгляду сектора гальмового мехашзму та дае змогу створювати вiдносно прост тривимiрнi мо-делi (див. рис. 3). На рис. 4 показано темпе-ратурне поле дослщжуваного дискового гальма в кшщ основного етапу випробу-вань I.

Результати порiвняльного аналiзу двовимiрноl та тривимiрноl моделей дискових гальм наведено на рис. 5, з якого видно, що розбiжнiсть не перевищуе 10-12 %. Це зумовлено тим, що у двовимiрнiй моделi нема теплового потоку у колодку з азбестополiмерною накладкою, а також рiзними значеннями кроюв за координатою Х у порiвню-ваних моделях.

Рис. 4. Температурне поле дискового гальма передньо'1 оЫ автобуса ЛиАЗ-5256Э в кшщ основного етапу випробувань I

Рис. 5. Межi змти температур поверхонь тертя переднього

гальмового мехашзму автобуса

ЛиАЗ-5256Э за нагрiванням (1) та охолодженням (2) nid час попереднього етапу випробувань I

Висновок. Показано допустиму кореляцда дво- та тривимiрних тепло-вих моделей дискових гальм шд час випробувань I, оснащених азбестополь мерними накладками, що зумовлено ix низькою теплопровiднiстю.

Л1тература

1. Осташук М.М. Розроблення методу визначення розподшу теплових потоюв в еле-ментах автомобшьних дискових гальм на тривим1рних моделях : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук. - Льв1в : НУ "Льв1вська пол^ехшка", 2005. - 19 с.

2. Генбом Б.Б., Гудз Г.С. и др. Вопросы динамики торможения и теории рабочих процессов тормозных систем автомобилей. - Львов : Вища шк., 1974. - 234 с.

3. Правила № 13 ЕЭК ООН. Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении торможения. - Женева, 1998. - 261 с.

4. Лыков А.В. Теория теплопроводности. - М. : Изд-во "Выща шк.", 1967. - 600 с.

5. Гудз Г.С., Коляса О.Л., Тарапон А.Г. Расчетный модуль для исследования температурных полей в дисковых тормозах автотранспортных средств // Моделювання та шформа-цшш технологи : зб. наук. пр. 1нституту проблем моделювання в енергетищ НАН Украши. -К. : 1нститут проблем моделювання в енергетищ, 2001. - Вип. 8. - С. 45-50.

6. Гудз Г.С., Осташук Н.М., Тарапон А.Г. Методика компьютерного моделирования трехмерных температурных полей в дисковых тормозах // Моделювання та шформацшш технологи : зб. наук. пр. 1нституту проблем моделювання в енергетищ НАН Украши. - К. : Институт проблем моделювання в енергетищ, 2002. - Вип. 16. - С. 95-99.

УДК 339.187.6 1.Я. Кулиняк - НУ "Львiвська полтехшка "

ТЕОРЕТИЧН1 ЗАСАДИ БАГАТОАСПЕКТНОСТ1 ПОНЯТТЯ "Л1ЗИНГ"

Дослщжено теоретичш засади багатоаспектносп поняття "л1зинг" та уточнено його змют; визначено сутшсть та взаемозв'язок понять "л1зингова д1яльшсть" та "ль зингова операщя"; видшено спшьш характеристики лiзинговоi операцп.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.